淺析山西省陽高縣北正溝西梁鐵礦地質(zhì)特征及礦床成因

祝鳳琴

（山西省地質(zhì)勘查局211地質(zhì)隊，山西忻州034000）

淺析山西省陽高縣北正溝西梁鐵礦地質(zhì)特征及礦床成因

祝鳳琴*

（山西省地質(zhì)勘查局211地質(zhì)隊，山西忻州034000）

山西省陽高縣北正溝西梁鐵礦位于陽高縣北東部。通過對礦體區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征等方面的闡述，分析了該礦區(qū)的礦床成因和找礦標志。

北正溝西梁鐵礦區(qū)；地質(zhì)特征；礦床成因

1　區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位置處于華北地臺北緣陰山褶皺帶東部，屬內(nèi)蒙斷塊南緣與桑干河新斷陷交接部位。區(qū)內(nèi)巖石經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)歷史時期多期次變質(zhì)、變形，以及巖漿活動的疊加和改造。區(qū)域內(nèi)出露地層簡單，構(gòu)造較發(fā)育，巖漿活動較頻繁。

區(qū)域內(nèi)出露地層主要有中下太古界陽高表殼巖（包體）和新生界第四系。

區(qū)域內(nèi)發(fā)育的斷層主要為北東—南西向大斷層（陽高破碎帶），呈微角度斜切上述褶曲軸線，且相互平行，呈“雁行式”斜列分布，構(gòu)成了“多”字型構(gòu)造體系的骨架。

由于受多期構(gòu)造運動的影響，區(qū)域內(nèi)巖漿活動較為頻繁強烈，種類較多，從基性巖—酸性巖，從侵入巖—噴出巖均見出露，其中以太古宙集寧期、五臺期侵入巖廣為分布；呂梁期巖漿活動漸弱，僅見少量輝綠巖墻及少量偉晶巖脈；印支期巖漿活動期間，少量中酸性巖漿沿斷裂上侵；燕山期有淺成輝綠玢巖及閃長玢巖脈。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1地層

礦區(qū)內(nèi)地表出露及工程揭露地層主要為中下太古界陽高表殼巖，溝谷地段為第四系，敘述如下：

（1）中下太古界陽高表殼巖：陽高表殼巖呈包體分布于太古宙侵入體中，其與深成侵入巖界面清楚，為透鏡狀，巖性為磁鐵石英巖，為區(qū)內(nèi)賦礦層位。

（2）新生界第四系：分布于溝谷及山坡坡角，主要巖性為沖洪積砂礫石層及殘坡積砂土層，厚1～3m。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，以NW走向的一組斷裂為主，其中有燕山期石英斑巖脈及呂梁期輝綠巖脈侵入。基底褶皺構(gòu)造處于陽高—天鎮(zhèn)旋卷構(gòu)造的北西緣，礦區(qū)內(nèi)基本表現(xiàn)為單斜結(jié)構(gòu)，局部小的褶皺構(gòu)造僅表現(xiàn)在地層產(chǎn)狀的變化上。本區(qū)出露主要巖石水磨口片麻巖呈單斜狀產(chǎn)出，片麻理產(chǎn)狀：315°～320°∠44°～51°。

2.3巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，巖漿巖較為發(fā)育，以太古宙集寧期水磨口片麻巖體（Sgn）、呂梁期輝綠巖脈（βμ21）和燕山期石英斑巖脈（λπ53）為主。

（1）集寧期水磨口片麻巖體（Sgn）：礦區(qū)范圍內(nèi)廣泛出露。下部巖性為麻粒巖夾薄層片麻巖，上部巖性為含透輝黑云紫蘇斜長片麻巖、含榴黑云斜長片麻巖。巖層走向多為北北東向至北東向，傾向北西，一般傾角為50°～60°。局部地段由于受區(qū)域構(gòu)造的影響，造成褶曲、揉皺，產(chǎn)狀變化較大。巖石呈灰黃—淡灰色，中細粒花崗變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀、片麻狀構(gòu)造。礦物成分為中長石（60%～65%）、紫蘇輝石（15%～25%）、透輝石（0%～3%）、黑云母（5%～7%）、石英（0%～10%）。片麻理產(chǎn)狀：315°～320°∠44°～51°。

（2）呂梁期輝綠巖（βμ21）：出露于礦區(qū)西南角，呈脈狀產(chǎn)出，侵入于太古宙集寧期水磨口片麻巖中，走向315°，傾角近直立。區(qū)域上出露長度大于4km，礦區(qū)內(nèi)僅出露160m，寬20～30m。巖石呈灰黑色，輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要成分為輝石、斜長石。球狀風化發(fā)育，邊部具冷凝邊。部分地段可作花崗石飾面石材。礦物成分主要為斜長石（45%～50%）、普通輝石（35%～40%）及少量石英（≤5%）。

（3）燕山期石英斑巖脈（λπ53）：出露于礦區(qū)東北部，呈脈狀產(chǎn)出，走向320°，傾角近直立。礦區(qū)內(nèi)出露長約900m，寬15～25m。巖石呈斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶以石英為主，粒度0.5～1.5m，基質(zhì)為長英質(zhì)，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。巖石高嶺土化發(fā)育，并見孔隙、空洞。

2.4變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)僅出露太古宙集寧期水磨口片麻巖，為中高級區(qū)域變質(zhì)巖石。變質(zhì)巖巖性主要為含透輝黑云紫蘇斜長片麻巖、含榴黑云斜長片麻巖，少量矽線正長片麻巖、石墨斜長片麻巖及大理巖等。該變質(zhì)相帶屬中高級變質(zhì)麻粒巖相。在高溫區(qū)域變質(zhì)作用影響下，地層中的含鐵火山碎屑原巖受變質(zhì)作用，使含鐵礦物重結(jié)晶并在局部富集形成磁鐵礦體。

3　礦床地質(zhì)特征

3.1礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共有鐵礦體3個，編號依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體，均賦存于太古宙集寧期水磨口片麻巖體的含透輝黑云紫蘇斜長片麻巖中，以磁鐵石英巖包體形式產(chǎn)出。礦體形態(tài)簡單，呈單斜構(gòu)造，地表出露為層狀、似層狀、透鏡狀。礦體和圍巖之間界線清楚。

Ⅰ號礦體位于礦區(qū)中北部，是區(qū)內(nèi)最主要的礦體。礦體產(chǎn)狀：走向45°，傾向315°，傾角47°～51°，延長300m，延深100m。地表由探槽TC1、TC2、TC3、TC6、TC7共5個工程控制，控制長度200m。深部由PD1控制，控制延深10～51m。礦體厚度1.58～2.00m，平均1.89m，厚度變化系數(shù)為8.17%。礦體厚度較穩(wěn)定，沿傾斜方向雖略有變薄趨勢，但屬厚度變化穩(wěn)定性礦體。有用組分無論沿走向或沿傾向分布都均勻，礦體單工程TFe品位26.51%～40.10%，平均33.51%，變化系數(shù)為14.92%；mFe品位24.12%～36.75%，平均30.50%，變化系數(shù)為15.91%，屬品位變化穩(wěn)定性礦體。有害組分P、S均不超標。礦體賦存標高：1945～1830m，埋深約90m。

Ⅱ號礦體呈透鏡狀出露于礦區(qū)東南部，走向30°，傾向300°，傾角20°。由TC4探槽單工程控制，追索長75m，礦體厚度0.70m，東、西兩端尖滅。TFe品位最高21.08%，mFe品位最高6.01%。礦體賦存標高：1780～1720m，埋深約30m。

Ⅲ號礦體呈透鏡狀出露于礦區(qū)東南角，走向22°，傾向292°，傾角45°～50°。由TC5探槽單工程控制，追索長100m，礦體厚度0.80m，向兩端尖滅。TFe品位最高21.25%，mFe品位最高10.65%。礦體賦存標高：1855～1800m，埋深約30m。

3.2礦石特征

現(xiàn)根據(jù)野外觀察和室內(nèi)巖礦鑒定及測試成果敘述如下：

（1）礦石礦物：本區(qū)礦石礦物成分簡單，金屬礦物以磁鐵礦為主，其次為磁黃鐵礦，少量黃銅礦和赤鐵礦、褐鐵礦等。

（2）脈石礦物：脈石礦物以石英為主，其次為輝石、角閃石、斜長石等。

（3）礦石的化學成分：層狀、似層狀鐵礦的主要化學成分為Fe3O4、SiO2，其次是CaO、MgO，同時還含有少量的MnO、Al2O3、P2O5，K2O、Na2O等，含量均甚微。

（4）伴生有益有害元素特征

①礦石中主要有用組分為鐵，不含具有綜合回收價值的其他伴生有益元素，影響鐵精礦質(zhì)量的有害組分硫、磷含量較低。

②礦石中造渣成分CaO、MgO、Al2O3含量較低，SiO2含量較高，根據(jù)礦石CaO+MgO/Al2O3+SiO2比值為0.09，小于0.5，屬典型的酸性礦石。

（5）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造：礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)、粒狀鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)。磁鐵礦呈半自形—自形晶體，以單一的顆粒或凝塊體（連晶）形式產(chǎn)出。石英呈多邊形鑲嵌結(jié)構(gòu)，有時也呈細粒港灣狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。鐵白云石呈粒狀分布，粒徑一般0.01～0.20mm，方解石多呈粗粒的集合體或脈狀分布，多為后期熱液活動的結(jié)果。

據(jù)相鄰礦區(qū)資料，礦石中礦物顆粒與其所賦存的條件不同而異，硅質(zhì)條帶中的石英顆粒大于鐵質(zhì)條帶中的石英顆粒；磁鐵礦也有類似現(xiàn)象。硅質(zhì)條帶中的磁鐵礦顆粒不僅比鐵質(zhì)條帶中的磁鐵礦顆粒小，而且一般還小于該條帶中的石英顆粒。說明重結(jié)晶的礦物粒度大小，不但與礦物種類有關(guān)，而且與條帶的主要礦物成分有關(guān)。

鐵礦石構(gòu)造主要有條帶狀和致密塊狀構(gòu)造，以致密塊狀構(gòu)造為主。條帶的形態(tài)以平直的、波狀的為主，分叉的、雜亂的較少。條帶寬度在5～10mm之間；少數(shù)在10～15mm之間；個別可達30～50mm，亦有寬度在1mm以下者。

3.3礦石自然類型和工業(yè)類型

（1）礦石自然類型。據(jù)實地觀察，按礦石的氧化程度，該礦床地表氧化、淋濾作用較弱，氧化深度一般1～3.5m，礦石絕大部分為原生礦石。

根據(jù)區(qū)內(nèi)鐵礦石礦物成分、礦物組合特點，本區(qū)鐵礦石自然類型可分為：輝石磁鐵石英巖型、磁鐵石英巖型、角閃磁鐵石英巖型3類，以磁鐵石英巖型為主。

（2）礦石工業(yè)類型。根據(jù)《鐵、錳、鉻礦地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0200-2002），礦石工業(yè)類型以鐵礦石中磁性鐵（mFe）對全鐵（TFe）的占有率進行劃分，其標準為：

mFe/TFe≥85%；磁性鐵礦石；

mFe/TFe≤85%；弱磁性鐵礦石。

本區(qū)mFe/TFe為90.98%～91.85%，大于85%，屬于磁性鐵礦石，故本區(qū)礦石工業(yè)類型為磁性鐵礦石。

3.4礦體圍巖和夾石

（1）礦體圍巖：礦體頂板巖石為含透輝黑云紫蘇斜長片麻巖、含榴黑云斜長片麻巖，頂?shù)装鍘r石屬較堅硬巖石，礦體與圍巖接觸界線清晰。

（2）夾石：礦體內(nèi)mFe品位不夠工業(yè)指標邊界品位，而厚度大于2m的部分劃為夾石，主要巖性為含榴黑云斜長片麻巖，夾石沿走向或傾向多數(shù)尖滅，夾石對礦體完整性沒有影響。

4　礦床成因及找礦標志

鐵礦床以包體形式賦存于中下太古宙集寧期水磨口片麻巖體中。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，其巖石組合為含透輝黑云紫蘇斜長片麻巖—磁鐵石英巖—含榴黑云斜長片麻巖，其原巖為含鐵火山碎屑巖建造，其中鐵與火山碎屑有密切的關(guān)系，同屬于火山噴發(fā)作用的產(chǎn)物。礦床經(jīng)歷了沉積—變質(zhì)作用2個過程，磁鐵石英巖呈層狀、似層狀、透鏡狀分布，層面構(gòu)造中波痕及韻律構(gòu)造皆證明了這一點，所以礦床應(yīng)屬火山沉積變質(zhì)型鐵礦床，即鞍山式鐵礦。

區(qū)內(nèi)鐵礦體為片麻巖體中賦存的磁鐵石英巖，產(chǎn)狀與片麻理一致，出露于礦區(qū)內(nèi)南東走向的山坡，延長及厚度較穩(wěn)定，找礦遠景較好。找礦直接標志為鐵帽，遠觀呈灰黑、褐黃色條帶狀。

［1］山西省陽高縣羅文皂鎮(zhèn)十九墩北正溝西梁鐵礦普查地質(zhì)報告［R］.2007.

P61

A

1004-5716（2016）03-0177-03

2015-12-23

2015-12-23

祝鳳琴（1973-），女（漢族），重慶人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與研究工作。